Содержание к диссертации
Введение
1. Полевые травы - основной источник кормов для животноводства (обзор литературы) 16
1.1 Значение трав в летнем и зимнем кормлении животных 16
1.2 Соотношение разных групп трав в кормопроизводстве природных зон России 33
1.3 Кормовое достоинство, роль в кормопроизводстве, изученность биологии и технологии возделывания традиционных в Предуралье полевых трав 38
1.3.1 Клевер луговой 38
1.3.2 Люцерна 49
1.4 Кормовые качества, продуктивность, биологические особенности и приемы технологии возделывания нетрадиционных для Предуралья полевых трав 57
1.4.1 Вика мохнатая (озимая) 57
1.4.2 Козлятник восточный 69
1.4.3 Просо обыкновенное 87
2. Условия и методика проведения исследований 96
2.1 Почвенно-климатические условия Предуралья 96
2.2 Схемы и методика проведения опытов. Условия проведения опытов (почвы опытных участков, агротехника) 103
2.3 Перечень и методика проведения наблюдений и исследований в опытах 114
3. Озимая вика - источник самой ранней зелёной массы 118
3.1 Полевая всхожесть, перезимовка озимой вики в зависимости от сорта и приёмов возделывания 118
3.2 Прохождение основных фенофаз в зависимости от сорта и приёмов возделывания 121
3.3 Динамика формирования урожая кормовой массы 122
3.3.1 Высота растений 122
3.3.2 Ботанический состав вико-ржаной смеси и структура продуктивности вики 123
3.3.3 Урожай зелёной и абсолютно сухой массы 128
3.4. Динамика биохимического состава травостоя вико-ржаной смеси по фазам развития 131
3.5. Биоэнергетическая эффективность возделывания вико-ржаной смеси 137
4. Многолетние бобовые травы - основа кормосырьевого конвейера в летний период 140
4.1. Козлятник восточный 140
4.1.1 Особенности роста и развития козлятника восточного в сравнении с другими многолетними бобовыми травами 140
4.1.2 Влияние извести на урожайность и питательную ценность козлятника восточного 158
4.1.3 Влияние способов посева на кормовую продуктивность козлятника восточного 167
4.1.4 Влияние некорневой подкормки микроэлементами на кормовую продуктивность козлятника восточного 173
4.2 Люцерна 179
4.2.1 Особенности роста и развития люцерны на поливе и при естественном увлажнении 179
4.2.2 Облиственность массы люцерны 184
4.2.3 Формирование корневой системы на поливе и при естественном увлажнении 190
4.2.4 Фотосинтетическая деятельность посевов люцерны 193
4.2.5 Водопотребление люцерны 199
4.2.6 Перезимовка люцерны 201
4.2.7 Влияние покровных культур на урожайность люцерны.204
4.2.8 Влияние норм высева на урожайность люцерны 209
4.2.9 Урожайность люцерны в зависимости от условий увлажнения и числа скашиваний. Распределение урожая по укосам 212
4.2.10Биохимический состав растений люцерны и качество корма 217
4.2.11 Биоэнергетическая эффективность изучаемых приёмов возделывания люцерны 224
.3. Клевер луговой в кормосырьевом конвейере 229
4.3.1 Особенности роста и развития сортов разной скороспелости 229
4.3.2 Формирование травостоя разных сортов (полевая всхожесть, выживаемость, перезимовка) 235
4.3.3 Динамика урожайности сортов клевера разной скороспелости 247
4.3.4 Динамика энергетической и протеиновой питательности сортов 254
4.3.5 Энергетическая эффективность сортов и сроков скашивания клевера 261
5. Просо - перспективный источник зелёного корма и сырья для заготовки зимних кормов во второй половине вегетационного периода 270
5.1 Полевая всхожесть и сохранность растений к концу вегетации 270
5.2 Прохождение основных фенофаз в зависимости от сорта и приёмов возделывания 274
5.3 Урожайность зелёной и абсолютно сухой массы и структура продуктивности растений 278
5.4 Биохимический состав урожая 282
5.5 Качество силоса из проса 285
5.6 Биоэнергетическая эффективность возделывания проса 286
6. Видовой состав и сроки использования трав в зелёном конвейере разного назначения 288
Выводы 301
Предложения производству 309
Список литературы 312
Приложения 351
- Кормовое достоинство, роль в кормопроизводстве, изученность биологии и технологии возделывания традиционных в Предуралье полевых трав
- Схемы и методика проведения опытов. Условия проведения опытов (почвы опытных участков, агротехника)
- Динамика биохимического состава травостоя вико-ржаной смеси по фазам развития
- Влияние некорневой подкормки микроэлементами на кормовую продуктивность козлятника восточного
Введение к работе
Важнейшими отраслями сельскохозяйственного производства Пермской области являются животноводство и связанное с ним кормопроизводство. Необходимость восстановления и развития животноводства не подлежит сомнению, поскольку обеспеченность населения собственными продуктами животного происхождения - одно из условий формирования здорового общества и продовольственной независимости страны.
По сведениям Ю.К. Новосёлова (2002), для производства кормов в настоящее время по Российской Федерации используется более половины всей пашни и с этих угодий заготавливается более 80 % кормов от их валового производства. Кормовые культуры служат также основой биологизации земледелия, сохранения плодородия почвы и охраны окружающей среды. Проведённый им анализ развития полевого кормопроизводства за период свыше 30 лет показал, что за последние годы производство кормов с полевых земель снизилось более, чем в 2 раза. Это произошло как за счёт сокращения площадей посева кормовых культур, так и их продуктивности.
Аналогичная ситуация характерна и для Предуралья. По данным департамента АПК и продовольствия администрации Пермской области в 2000 году кормовые культуры на пашне возделывались на площади 525 тыс. га, что на 240 тыс. га меньше предыдущей пятилетки. Урожайность зелёной массы многолетних трав в 2003 году составила 9,4 т/га против 11,5 в 1986 - 1990 гг., зелёной массы однолетних трав собрано 6,5 т/га против 7,8 т/га соответственно.
Вследствие низкой продуктивности и незначительного удельного веса в структуре посевов бобовых культур, качество заготовлямых кормов остаётся крайне низким, проблема производства кормового белка и энергонасыщенных кормов - не решённой, средообразующая роль кормовых культур не отвечает их биологическому потенциалу.
В таких условиях решение проблемы интенсификации полевого кормопроизводства должно базироваться на максимальном использовании биологических факторов и природно-климатических ресурсов.
Кормовое достоинство, роль в кормопроизводстве, изученность биологии и технологии возделывания традиционных в Предуралье полевых трав
По сведениям В. Н. Прокошева (1968) клевер луговой возделывают почти во всех странах мира, кроме Африки.
Принято считать, что клевер распространён в зоне, где годовая сумма осадков составляет не менее 400 - 500 мм, при этом в первой половине лета выпадает 150 - 200 мм. В странах и областях с более сухим климатом клевер уступает место люцерне.
В России клевер известен со средины восемнадцатого века, когда предпринимались первые попытки посева семян дикорастущего клевера и привезённых с Запада. Клеверосеянием в это время начали заниматься в некоторых помещичьих усадьбах.
Пермская губерния была одной из тех, где клеверосеяние получило значительное развитие уже в конце XIX века. На начальном этапе возделывания клевера в Пермской губернии получило не столько кормовое, сколько семеноводческое направление. Этому способствовал усиленный спрос на семена клевера, которые очень скоро приобрели широкую известность.
В дореволюционное время клевер в Пермской губернии высевали без применения злаковых трав. Начиная с 1923 - 1924 годов по предложению В.Н. Варгина стали вводить в производство девятипольные севообороты с трёхгодичным использованием смеси клевера и тимофеевки.
В послевоенные годы при соблюдении технологии выращивания в отдельных хозяйствах Прикамья на высоком агрофоне получали 35 -70 ц сена с одного гектара (Прокошев В.Н., 1968; Корляков Н.А., 1979; Халезов Н.А., 1984). Клевер даёт ценнейшую в кормовом отношении массу. По сведениям Н.А. Корлякова (1979) в 100 кг кормов, приготовленных из клевера, содержится: В клевере в 1,5 раза больше незаменимых аминокислот (особенно лизина, триптофана), чем в любой злаковой траве.
Большую роль в урожайности клевера играет покровная культура. На кафедре растениеводства Пермской ГСХА В.Д. Бутолиным (1975), А.Р. Кутаковой (1978); В.Д. Бутолиным и др. (1985); В.Д. Бутолиным и др. (1987); В.Д. Бутолиным, А.Н. Пермяковой (1991) изучено влияние различных яровых культур, их норм высева, способов посева, фонов минерального питания и сроков уборки на полевую всхожесть, развитие, сохранность растений клевера в 1-й год жизни, а также их влияние на последующую кормовую и семенную продуктивность клевера лугового. Проанализировав более сотни научных публикаций в широком историческом и географическом аспекте, а также свои экспериментальные данные по влиянию покровных культур на сохранность в травостое и продуктивность клевера Ю.Н.Зубарев (1991, 2001, 2002, 2003) установил, что наиболее высокий уровень кормовой и семенной продуктивности (7-8 т/га сухого вещества и 3 - 5 ц/га семян) при двух — трёхлетней эксплуатации травостоев достигается при посеве позднеспелого биотипа клевера Пермский местный под покров овса с пониженной на 17% нормой высева, или пшеницы с пониженной на 30 % нормой высева. При возделывании раннеспелых биотипов клевера (Трио, Пеликан) лучшие условия развития складываются под покровом яровой пшеницы со сниженной на 30 % от рекомендуемой нормой высева.
Однако, как указывал Н. А. Корляков (1981), на почвах высокого плодородия допустимо снижение нормы высева покровной яровой пшеницы с 8 до 4 млн./га. Урожайность зерна покровной культуры в этом случае получали 30-40 ц/га, а урожайность сена клевера первого года пользования повышалась на 9 ц/га.
Н. А. Корляков (1979) считал оптимальной густоту клевера, когда на 1 кв. м формировалось около 300 растений. Для создания такой густоты достаточно было бы высевать всего 4-5 кг семян на 1 га. Однако этого недостаточно, так как полевая всхожесть клевера обычно не превышает 50 %, а в дальнейшем, начиная с года посева, по разным причинам выпадает ещё около половины растений. Таким образом, сеять надо 1000-1200 семян на кв. м.
О необходимости увеличения нормы высева до 10 млн./га всхожих семян по этим же причинам пишут И. В . Осокин и др. (1993) в рекомендациях по программированию урожаев многолетних и однолетних трав.
В. Н. Прокошев (1968) рекомендовал при посеве клевера к его полной норме высева добавлять 1-2 кг/га семян тимофеевки луговой.
В опытах Ю.Н. Зубарева (1993) установлено, что лучшими соотношениями в смесях позднеспелого клевера и тимофеевки можно считать 75 % + 25 % и 47 % + 13 % от нормы высева в чистом виде. Коэффициент обменной энергии (КОЭ) в сухом веществе в этих смесях составляет 55,2 - 55,4 ГДж/га или 8,7 - 8,8 МДж/кг. В травосмесях с раннеспелым клевером наиболее эффективны соотношения 75 % + 25 % и 80%+ 40%, обеспечившие 57,8-56,3 ГДж/га или 9,2 - 9,6 МДж/кг ОЭ. В. Д. Бутолин и А. Н. Пермякова (1991) по трём закладкам полевого опыта доказали, что полевая всхожесть и перезимовка растений клевера существенно не зависит от норм высева. Величина этих показателей в значительной степени определяется почвенными условиями, погодой и степенью развития растений.
Оптимизация предпосевной обработки почвы играет значительную роль в повышении полевой всхожести, а, следовательно, и в снижении нормы высева семян клевера.
Схемы и методика проведения опытов. Условия проведения опытов (почвы опытных участков, агротехника)
Исследования проводились в 1979-2003 годах на опытном поле Пермского НИИ сельского хозяйства (до 1988 года Пермская государственная сельскохозяйственная опытная станция) и на орошаемом участке кормосырьевого конвейера ОПХ «Лобановское» Пермской ГСХОС (с. Лобаново Пермского района Пермской области), расположенных на границе 4 и 5 агроклиматических районов в южнотаёжной подзоне.
Методической основой работы был полевой эксперимент.
Озимая вика
Всего с озимой викой проведено три полевых опыта в трёх последовательных во времени закладках (1990-1992 гг.)
Опыт 1. Сравнительная оценка сортов озимой вики Схема опыта:
1. Сорт Юбилейная
2. Сорт Кормовая
3. Сорт Рябинушка
Опыт 2. Влияние норм высева на урожайность зелёной массы озимой вики Схема опыта:
1. 1 млн./га всхожих семян
2. 1,5 млн./га
3. 2,0 млн./га
4. 2,5 млн./га
5. 3,0 млн./га
Опыт 3. Влияние сроков посева озимой вики на урожайность зелёной массы Схема опыта:
1. Посев 1 августа
2. Посев 5 августа
3. Посев 10 августа
4. Посев 20 августа
5. Посев 6 сентября
Расположение вариантов в опыте одноярусное, систематическое. Поперёк яруса на половину длины делянок в качестве поддерживающей культуры высевалась озимая рожь Крона. На другой половине делянок оставался чистый посев озимой вики. Норма высева озимой вики (кроме опыта 2) 3 млн./га всхожих семян.
В опытах 2 и 3 использовался сорт вики Юбилейная.
Размер делянок: общий - 80 м , учётный - 48 м .
Опыты 1 и 2 высевались 10 августа.
Почва опытных участков имела следующие агрохимические показатели: гумус 2,64-2,69%; рН 5,19-6,3; Нг 1,0-2,58 м/экв на 100 г; Р205 и К20 18,4-28,0 и 16,5-19,0 мг/100г почвы соответственно.
Весной, во время отрастания озимой вики и озимой ржи, фоном вносили по 4 ц/га аммофоса (N-12,8% и Р205 - 17,49 %) и по 1 ц/га хлористого калия ( 54 % К20).
С козлятником восточным в течение 1987 - 1993 годов проведено четыре полевых опыта, каждый в одной закладке.
Опыт 1. Сравнительная продуктивность многолетних бобовых культур Схема опыта:
1. Клевер луговой Пермский местный - контроль
2. Клевер гибридный Первенец
3. Люцерна Уфимская 7
4. Козлятник восточный Гале
5. Донник белый Люцерновидный
Опыт 2. Влияние извести на урожайность зелёной массы козлятника восточного Схема опыта:
1. Без извести - контроль
2. Известь по 0,5 величины гидролитической кислотности
3. Известь по 1,0 Нг
4. Известь по 1,5 Нг
5. Известь по 2,0 Нг
Опыт 3. Влияние способов посева на урожайность зелёной массы козлятника восточного Схема опыта:
1. Ширина междурядий 15 см - контроль
2. То же 30 см
3. То же 45 см
4. То же 60 см
Опыт 4. Влияние некорневой подкормки микроэлементами на кормовую продуктивность козлятника восточного Схема опыта включала возрастающие дозы микроэлементов в диапазонах: Молибден - 50, 100, 150; Кобальт - 10, 20, 30; Бор - 20, 40, 80 г/га. Опыт двухфакторный: фактор А - без минеральных удобрений; фактор В - по фону РбоКэд Опыты высевались в один ярус, размещение вариантов системетическое.
Динамика биохимического состава травостоя вико-ржаной смеси по фазам развития
Ряд авторов (Леокене Л.В., 1964; Медведев П. Ф., Сметанникова А. И., 1981; Смурыгин М. А., 1985; Артемьев А. А. и др., 2003) дают довольно подробное описание кормовых достоинств озимой вики: содержание сырого протеина, клетчатки, аминокислот, кормовых единиц и т.п.; переваримость сухого и органического вещества и т.д. без привязки к конкретной фазе развития культуры.
Некоторые исследователи в своих публикациях, характеризуя кормовую ценность вики, ограничиваются описанием содержания сырого протеина (белка) вообще, также без указания конкретной фазы. Например, Ю. С. Тюрин, Е. Л. Новосёлов (1991), описывая сорт озимой вики Луговская, приводят показатели её зимостойкости, урожайности, облиственности и т.п. и сообщают, что в сухом веществе содержится 18,2-20,7% сырого протеина. Н. Я. Жук, В. И. Жаденко (2000), обобщая опыт возделывания озимой вики в условиях Одесской области Украины, дают продолжительность вегетационного периода, урожайность в одновидовом посеве и в смеси, облиственность и пишут, что в сухой массе озимой вики имеется до 30 % белка, но в среднем его содержится 18 - 23 %.
У А. С. Митрофанова (1972) имеется информация по динамике содержания протеина в процессе нарастания надземной массы (бутонизация - 27,8 %, цветение - 25,8%, плодообразование - 21,1% на абсолютно сухое вещество) но не приводятся другие биохимические показатели качества зелёной массы.
Следует отметить, что несколько раньше А. С. Митрофанов в соавторстве с М. М. Рожковым (1961) привели динамику биохимического состава сухой массы вики мохнатой в течение месяца (табл.13) По этим результатам прослеживается четкая взаимосвязь снижения в сухой массе концентрации протеина и увеличения содержания клетчатки с возрастом травостоя. К сожалению, в данной публикации не указаны фазы развития вики в момент отбора образцов и динамика урожайности.
Таким образом, при достаточном обилии информации всё же сложно определить оптимальный период использования надземной массы озимой вики: когда сформируется хозяйственно целесообразная урожайность и качество её остаётся высоким.
Проведённый нами в 1991 году биохимческий анализ кормовой массы озимой вики в фазу её цветения показал, что к этому сроку содержание клетчатки как в чистом посеве вики, так и в смеси с озимой рожью было более 30 % на абсолютно сухое вещество, содержание сырого протеина - от 18 до 22,56 %. Концентрация обменной энергии (КОЭ) по всем вариантам двух опытов была ниже 10 МДж/кг абсолютно сухого вещества (табл. 14).
14. Биохимический состав и питательность вики озимой и вико-ржаной смеси в фазе цветения вики (1991 г.)
Рассматривая проблему заготовки и использования энергонасыщенных высокопротеиновых кормов, А. И. Фицев (2004) пишет, что по зоотехническим требованиям таковыми считаются объёмистые корма, содержащие в 1 кг сухого вещества не менее 10 МДж обменной энергии и 14 - 16 % сырого протеина. Он утверждает, что наиболее важным компонентом, влияющим на переваримость органического вещества грубых кормов и содержание в них обменной энергии (ОЭ), является клетчатка. Содержание в объёмистом корме клетчатки высоко достоверно и отрицательно коррелирует с концентрацией ОЭ в сухом веществе (г=-0,96). Для того, чтобы иметь в 1 кг сухого вещества 10 МДж ОЭ, траву следует убирать при содержании в ней клетчатки не более 26 %. В этом случае переваримость органического вещества составляет 65 %.
Ставя перед собой задачу получения энергонасыщенного высокопротеинового корма, мы в течение 1992 - 1993 годов провели наблюдения за динамикой накопления кормовой массы по мере прохождения фенофаз и изменением её биохимического состава.
Как уже было сказано выше, основное накопление вегетативной массы вико-ржаной смеси происходит в течение двух недель с конца ветвления - начала бутонизации до начала - массового цветения (табл. 11). За этот период (табл. 15) в абсолютно сухом веществе вико-ржаной смеси содержание клетчатки возрастало с 18 — 20 до 27 %, но оставалось в пределах, обеспечивающих переваримость органического вещества выше 65 %. Содержание переваримого протеина за это же время снизилось с 27 до 21 %. Средние потери протеина в день составили 0,30 - 0,34 %. Концентрация ОЭ за анализируемый период уменьшилась с 11,7 до 10,1 МДж в 1992 году и с 11,27 до 10,13 МДж/кга.с.в. - в 1993, то есть ежесуточно энергетическая питательность снижалась на 0,7 - 1,0 % (табл.16).
Влияние некорневой подкормки микроэлементами на кормовую продуктивность козлятника восточного
Возделывание многолетних бобовых трав на дерново-подзолистых почвах предусматривает обязательное внесение извести (Кислякова А.О.,1950; Прокошев В.Н., 1968; Попова СИ., 1976; Ходырев И.А., 1976; Косолапова А.И., 1983).
Однако при известковании дерново-подзолистых почв высокими дозами становятся недоступными для растений жизненно важные микроэлементы, в частности бор и кобальт. Подвижность молибдена в почве и доступность его растениям увеличивается. Однако по данным П.И. Анспока (1990) на почвах с низким содержанием усвояемого молибдена некорневая подкормка клевера им положительно сказывается на урожайности сена.
Как отмечают Т.В. Елсаков (1991), Л.Т. Глущенко и др. (1991), наиболее высокая урожайность козлятника в их исследованиях получена при внесении кобальта. При недостатке бора (Смирнов П.М., Петербургский А.В., 1975) у растений отмирают точки роста побегов и корней, резко снижается семенная продуктивность.
И.Ф. Тимергалиев, Р.А. Хакимов (2003) пишут, что подкормка посевов козлятника микроэлементами, на фоне инокуляции ризоторфином, увеличивала урожай семян в Ульяновской области на 10,9 - 20,8 %. Наибольшая прибавка урожая (20,8%) была при совместном применении 150 г/га молибдена и 250 г/га бора.
Козлятник восточный - новая для Предуралья культура, и вопросы минерального питания, а тем более его потребности в микроэлементах в местных условиях не изучены. В связи с этим нами в 1991-1993 годах на известкованной дерново-неглубокоподзолистой тяжело суглинистой почве с низким содержанием кобальта, молибдена и бора проведен опыт, в котором на двух сериях (А - без минеральных удобрений, Б - на фоне РбОКдо) проведено изучение влияния возрастающих доз молибдена (50,100,150 г/га), кобальта (10, 20,30 г/га) и бора (20,40,80 г/га) на кормовую продуктивность козлятника. Микроэлементы вносили путём опрыскивания посевов в период ветвления.
Оценка кормовой продуктивности по сериям и вариантам опыта проведена по урожайности зеленой массы, сбору сухого вещества и выходу кормовых единиц. Результаты учетов по годам пользования травостоем и средние данные за 1991-1993 гг. приведены в таблице 47 и приложении 34.
По результатам трёхлетних исследований установлено, что на дерново-неглубокоподзолистой тяжелосуглинистой почве с высоким содержанием фосфора и калия решающим фактором повышения кормовой продуктивности козлятника оказалось внесение микроудобрений, обеспечившее существенную прибавку урожая по сравнению с неудобренным вариантом (прил. 34). Из трех изучавшихся микроэлементов и их доз внесение Moi5o J Сою, зо и В2о обеспечило практически одинаковую продуктивность травостоя. Необходимо отметить, что внесение фосфорно-калийных удобрений не выявило их преимущества по сравнению с применением только микроудобрений (табл. 47, рис.6).
Содержание сырого протеина в сухом веществе в варианте Моюо было 25,22, в варианте М0150 -24,23% (прил.35.), что значительно выше зоотехнических норм.
По зоотехническим требованиям в сухом веществе корма должно содержатся не более 26% клетчатки (Фицев АИ, 2004). Содержание клетчатки в большей степени зависит от фазы развития растений, чем от применения удобрений.
Оказав положительное влияние на увеличение урожайности козлятника восточного, изучаемые виды и дозы микроудобрений не повлияли на биохимический состав кормовой массы (прил. 35). Для сравнения нами взяты выделившиеся по урожайности варианты в обеих сериях опыта. Как видно из приведённых в таблице 48 данных, только в варианте с внесением Moi5o отмечено некоторое снижение содержания сухого вещества в зелёной массе и повышение концентрации сырого протеина в сухом веществе.
По данным Р.И.Тоомре (1966) оптимальной величиной Р205 в сухом веществе считается 0,65%, а минимально допустимой - 0,25-0,35%. В наших опытах содержание фосфора в сухом веществе было в пределах 0,63 - 0,69 %, то есть почти в оптимуме.
Хотя в литературе и не существует единого мнения по нормам оптимального содержания калия в корме,в качестве минимальных считаются довольно высокие его нормы - 2,5-3,5% (Тоомре Р.И., 1966), а в качестве допустимых в сухом веществе - 5% (Хенниг А., 1976) Большинство специалистов по кормлению коров в качестве верхнего порога рекомендуют 3% калия на сухое вещество (цитируется по Гуляеву В.М., 1986). Как свидетельствуют приведенные данные наших исследований, содержание К20 изменялось в пределах 2,70 - 2,90 %, то есть практически было одинаковым. Таким образом, содержание К20 в сухом веществе урожая козлятника восточного в данных вариантах вполне достаточно.
Содержание кальция в корме должно быть, как указывали Н.И.Мухина и др. (1980) - 0,5-0,8%. Фактическое его содержание варьировало по вариантам от 0,97 до 1,08 %, что выше нормы. При включении кормов, заготовленных из урожая козлятника, в рационе необходимо делать корректировку по этому показателю.
